論文の概要: Thermal Operations in general are not memoryless

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.03110v1
• Date: Mon, 7 Sep 2020 13:59:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-03 07:22:18.070700
• Title: Thermal Operations in general are not memoryless
• Title（参考訳）: サーマルオペレーションは一般にメモリレスではない
• Authors: Edgar A. Aguilar, Hanna Wojew\'odka-\'Sci\k{a}\.zko, Maciej Stankiewicz, Christopher Perry, Piotr \'Cwikli\'nski, Andrzej Grudka, Karol Horodecki, Micha{\l} Horodecki
• Abstract要約: エネルギーベースで対角的な状態においては、熱操作はいわゆる粗い操作によって行うことができることを示す。 また、キュービットであるシステムのメモリを必要としないトランジションの可能性をフルに特徴付けます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1993237158201893
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: So-called Thermal Operations seem to describe the most fundamental, and reasonable, set of operations allowable for state transformations at an ambient inverse temperature $\beta$. However, a priori, they require experimentalists to manipulate very complex environments and have control over their internal degrees of freedom. For this reason, the community has been working on creating more experimentally-friendly operations. In [Perry et al., Phys. Rev. X 8, 041049] it was shown that for states diagonal in the energy basis, that Thermal Operations can be performed by so-called Coarse Operations, which need just one auxiliary qubit, but are otherwise Markovian and classical in spirit. In this work, by providing an explicit counterexample, we show that this one qubit of memory is necessary. We also fully characterize the possible transitions that do not require memory for the system being a qubit. We do this by analyzing arbitrary control sequences comprising level energy changes and partial thermalizations in each step.
• Abstract（参考訳）: いわゆるサーマルオペレーションは、周囲の逆温度$\beta$で状態変換が可能な、最も基本的で合理的な一連の操作を記述しているようだ。 しかし、前もって彼らは非常に複雑な環境を操作し、内部自由度をコントロールする実験家を必要とした。 このため、コミュニティはより実験的にフレンドリーなオペレーションの作成に取り組んでいる。 perry et al., phys. rev. x 8, 041049] では、エネルギー基底に対角的な状態の場合、熱操作は1つの補助キュービットを必要とするが、それ以外はマルコフ的かつ古典的なスピリチュアルな、いわゆる粗い操作によって行われることが示されている。 本研究では,明示的な反例を提供することで,この1キュービットのメモリが必要であることを示す。 また、システムがキュービットであるためにメモリを必要としないトランジッションを完全に特徴付ける。 レベルエネルギー変化と部分熱化を含む任意の制御シーケンスを各ステップで解析することでこれを行う。

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